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201不锈钢冲压开裂试样分析

  • hhhongxia
    2013/10/16
    药物分析
  • 私聊

金相显微镜

  • 201不锈钢退火酸洗板,经冷轧、退火后进行拉深加工,时常出现经过深加工以后,完整的不锈钢制品在放置一段时间以后出现沿深加工方向开裂,给制品厂家造成较大的损失,但由于分析方法和分析手段的限制,一直未能明确这种延迟开裂的原因,现将所做试样分析结果进行总结,进而确定导致开裂的主要原因,为工艺改进措施的制定提供参考

    1 试验方法及试样截取

    利用GX51金相显微镜金相夹杂物检测;利用铁素体仪测量冲压件开裂部位马氏体含量;利用扫描电镜能谱仪进行断口断裂形态和微区成分分析。

    2试验结果

    2.1 金相分析结果

    对开裂试样金相金相分析,发现试样面上夹杂物较多且较细长,经评定B1.5、C1.5级,典型夹杂物见图1a、b。

    a硅酸盐夹杂 b氧化铝夹杂

    1 试样中典型夹杂物

    2.2马氏体含量测定

    利用铁素体仪对冲压变形产生开裂的试样进行马氏体含量测定,各试样测量结果见下图2a、b、c、d。由图2a可知试样变形量大的部位马氏体含量高,最高含量为11%;图2b可知开裂试样中间部位马氏体含量高,底部马氏体含量最低为0.77%,而口部马氏体含量为8.9%显示开裂部位;图2c可知角部开裂部位马氏体含量为16.2%、18.4%,远高于其它部位。

    a

    b

    c

    d

    2 各试样马氏体含量测量



    2.3 扫描电镜能谱分析

    电镜下观察冲压试样断口的断裂形态为解理断裂,见图3

    3 解理断裂



    对断口进行能谱微区成分分析,发现断面上有夹杂物,其主要非基体元素有O、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、K、Ca,具体分析结果见表1。

    4 能谱分析图

    表1 图4各点能谱分析结果

    谱图

    O

    Na

    Mg

    Al

    Si

    S

    Cl

    K

    Ca

    Cr

    Mn

    Fe

    谱图 1

    32.15

    0.47

    1.07

    1.99

    6.23

    0.89

    2.61

    1.07

    6.56

    4.76

    3.73

    38.48

    谱图 2

    32.32

    0.62

    0.90

    1.74

    0.71

    0.51

    0.91

    2.16

    1.88

    58.24





    3 讨论

    金相分析钢带中夹杂物较多,主要为氧化铝和硅酸盐夹杂,经测量冲压变形量较大的部位马氏体含量高,开裂断口为解理断口,断口上有硅酸盐、氧化铝、硫化锰等夹杂成分。

    电镜分析开裂部位断口为解理断裂,这种断裂形态常见于体心立方和密排六方金属及合金,低温、冲击载荷和应力集中常促使解理断裂的发生面心立方金属很少发生解理断裂由于201为亚稳奥氏体不锈钢经冷形变时,其中部分奥氏体会发生马氏体转变,随冷变形量增加和变形温度的降低马氏体转变量增加,马氏体使钢材的塑性降低,强度提高,组织应力增大。试样存在数量较多的夹杂物,在拉深变形过程中夹杂物易导致应力集中,成为裂纹源。经测量拉深件开裂部位马氏体含量高即拉深变形量大、应力大,拉深变形后试样件降至常温,材料发生收缩,在应力作用下首先沿夹杂物部位产生开裂。

    4 结论

    冲压冲压件温度降至常温,材料发生收缩,在应力作用下易沿夹杂物部位产生开裂,建议提高钢水纯净度同时适当提高稳定奥氏体元素
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  • fengyonghe

    第1楼2013/10/16

    啰嗦几句吧

    1,和上一篇一样,应该说明夹杂物1.5级是否超标?

    2,扫描电镜照片



    明显是沿晶断裂,不是解理断裂。根据晶界形貌可说明是因为晶界富集氢再加上后期的应力而开裂。

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  • luci

    第2楼2013/10/16

    奥氏体不锈钢中的奥氏体晶粒,在拉伸的过程中也能转化为马氏体?第一次接触到这一概念,不过想想也有一定道理,马氏体本来就是由奥氏体“过冷”转化的......

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  • hhhongxia

    第3楼2013/10/18

    请问一下专家,晶界富集氢怎么检测,用什么检验手段可准确的确定氢含量。

    fengyonghe(fengyonghe) 发表:啰嗦几句吧

    1,和上一篇一样,应该说明夹杂物1.5级是否超标?

    2,扫描电镜照片



    明显是沿晶断裂,不是解理断裂。根据晶界形貌可说明是因为晶界富集氢再加上后期的应力而开裂。

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  • fengyonghe

    第4楼2013/10/18

    有测气体的仪器,不知你有木。不过氢原子是很容易扩散出来的,测出的结果很难代表钢中原始的氢含量。

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  • jjchan48

    第5楼2014/03/05

    沿晶断裂? 晶界富含氢?
    还有马氏体…

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